第一节原子的结构同步练习2
一、选择题
1.原子中占有运动空间最大的粒子是
A.电子
B.中子
C.质子
D.原子核
2.A元素的原子核外排布是：第一层有2个电子，第二层上有7个电子，第三层上没有电子，则A元素属于
A.金属元素
B.非金属元素
C.稀有气体元素
D.不能确定
3.原子核外有19个电子的某种原子，假如它失去一个电子后，剩余部分
A.不显电性
B.显正电性
C.显负电性
D.不能确定
4.氧的相对原子质量为16，它获得两个电子后，发生改变的是
A.核电荷数
B.电子层数
C.最外层电子数
D.相对原子质量明显增加
5.镁原子和镁离子的区别是
A.镁离子核外电子数比镁原子多2个
B.核电荷数不同
C.镁原子和核外电子数比镁离子多2个
D.质量相差很多
6.核外有11个质子，12个中子，核外有10个电子的粒子，一定是
A.原子
B.分子
C.阳离子
D.阴离子
7.质子数不相同的粒子是
A.同种离子
B.同一种原子
C.同一种分子
D.不确定
8.某离子结构示意图为若要表示阳离子，可表示的种数为
A.1种
B.2种
C.3种
D.4种
9.某金属原子次外层为8个电子，原子最外层上的电子数是m个，在化学反应中，该金属原子最多能失去电子数目为
A.等于m
B.大于m
C.小于m
D.等于2m
10.A元素原子电子层数为3，其原子的最外层有2个电子，已知A离子的核外电子数为m,则A的核电荷数为
A.m
B.m－2
C.m+2
D.无法确定
二、填空题
1.某元素的原子结构示意图为请回答：
（1）该元素的原子最外层电子数是；
（2）表示的含义是；
（3）该元素原子核外有个电子层；
（4）该元素在化学反应中是容易（得或失）电子。
2.下面几种离子结构示意图
8 11 16 8 12
（1）A~E共表示种元素；
（2）表示阳离子的粒子是；
（3）表示阴离子的是；
（4）表示相对稳定结构的粒子是；
（5）在化学反应中易获得电子的粒子是。
3.某粒子结构示意图为按下列要求回答各问题：
（1）若该粒子为中性原子，则x = ；
（2）若该粒子带1个单位正电荷，则x = ，若带2个单位负电荷，则x = 。
4.构成物质的粒子除原子、分子外，还有。离子是由于原子形成的。
5.硫离子的结构示意图是。如果要使硫离子变成硫原子，每个硫离子需要失去个电子。
6.请你按照要求写出相应的化学符号
（1）带2个单位负电荷的阴离子，核外电子排布与氩原子相同；
（2）核外有10个电子且带2个单位正电荷的阳离子；
（3）相对原子质量为31，中子数为16的原子；
（4）核外有三个电子层，最外层为稳定结构的原子；
（5）第二层电子数是第一层电子数2倍的原子；
（6）失去一个电子后剩一个原子核的离子。
7.俄罗斯科学家最近合成了核电荷数为114的元素的原子，经测定该原子的相对原子质量为289，则其中子数和电子数之差是。
8.某元素的原子结构示意图为，该原子的质子数为_______，核外共有
_______个电子，分为_______个电子层，第二层上有_______个电子，最外电子层上有_______个电子，在化学反应中，该原子易_______电子，变成_______离子，其离子符号为_______。
9.根据下列粒子结构示意图回答：
（1）表示原子的粒子是（填序号）_______；
（2）表示具有稳定结构的粒子是（填序号）_______；
（3）表示同一种元素的不同粒子的是（填粒子的化学符号）_______。
第一章习题 习题 在英文字母中E 出现的概率最大，等于，试求其信息量。 解：E 的信息量：() ()b 25.3105.0log E log E 1 log 222 E =-=-==P P I 习题 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。试求该信息源中每个符号的信息量。 解： 习题 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00，01，10，11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms 。传送字母的符号速率为 等概时的平均信息速率为 （2）平均信息量为 则平均信息速率为 s b 7.197977.1100B b =?==H R R 习题 试问上题中的码元速率是多少？ 解：3 11 200 Bd 5*10B B R T -= == 习题 设一个信息源由64个不同的符号组成，其中16个符号的出现概率均为1/32，其余48个符号出现的概率为1/96，若此信息源每秒发出1000个独立的符号，试求该信息源的平均信息速率。 解：该信息源的熵为 =比特/符号 因此，该信息源的平均信息速率 1000*5.795790 b/s b R mH === 。 习题 设一个信息源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125 us 。试求码元速率和信息速率。 解：B 6B 11 8000 Bd 125*10 R T -= == 等概时，s kb M R R B b /164log *8000log 22===
通信原理思考题 第一章 1-3 何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？ 答：数字通信即通过数字信号传输的通信。 优点：（1）抗干扰能力强，且噪声不积累；（2）传输差错可控；（3）便于使用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储；（4）易于集成；（5）易于加密处理，保密性好。 缺点：传输带宽较大，系统设备较复杂。 1-7 按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 答：频分复用、时分复用、码分复用。 1-8 单工、半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释他们的工作方式并举例说明。答：按消息传递的方向与时间关系来分类。 单双工：消息只能单方向传输的工作方式。例如：广播、遥控、无线寻呼。 半双工：通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。例如：对讲机、检索。 全双工：通信双方可同时进行收发消息的工作方式。例如：电话、计算机间的高速通信。1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？ 答：有效性：传输速率和频带利用率。 可靠性：差错率，包括误码率和误信率。 1-12 何谓码元速率和信息速率？他们之间的关系如何？ 答：码元速率：又称传码率，定义为单位时间内（每秒）传送码元的数目。 信息速率：又称传信率，定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数。 R b=R B log2M(b/s) 1-13 何谓误码率和误信率？他们之间的关系如何？ 答：误码率：错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例。 误信率：错误接收的比特数在传输总比特数中所占的比例。 N进制中，误信率比误码率更低，在二进制中，误码率和误信率在数值上相等。 第三章 3-2 随机过程的数字特征主要有哪些？分别表征随机过程的什么特性？ 答：均值（数学期望）：表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。 方差：表示随机过程在时刻t相对于均值a(t)的偏离程度。
第一章绪论 1.1以无线广播和电视为例，说明图1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么 在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波 1.2何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的 1.3何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理； 4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化； 5.设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。 1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么 数字通行系统的模型见图1-4所示。其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。 1-5按调制方式，通信系统分类？ 根据传输中的信道是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输系统。 1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类？ 按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号，相应的系统分别为模拟通信系统和数字通信系统。 1-7按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 频分复用，时分复用，码分复用。 1-8单工，半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释他们的工作方式并举例说明他们是按照消息传递的方向与时间关系分类。单工通信是指消息只能单向传输的工作方式，通信双方只有一个进行发送，另一个只能接受，如广播，遥测，无线寻呼等。半双工通信指通信双方都能进行收发信息，但是不能同时进行收发的工作方式，如使用统一载频的普通对讲机。全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式，如电话等。 1-9通信系统的主要性能指标是什么？ 分为并行传输和串行传输。并行传输是将代表信息的数字信号码元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输，其优势是传输速度快，无需附加设备就能实现收发双方字符
1.2 何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么? 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的。 1.3 何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点? 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统； 优点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3. 便于加密处理 4.便于存储、处理和交换；5. 设备便于集成化、微机化； 6. 便于构成综合数字网和综合业务数字网。 缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4KHZ 带宽，一路数字电话约占64KHZ 。1-7 按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 频分复用，时分复用，码分复用。 1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？ 有效性用传输速率和频带利用率来衡量，可靠性用差错率来衡量，差错率有误码率，误信率。 1-12 何谓是码元速率和信息速率？他们之间的关系如何？ 码元速率定义为每秒钟传送码元的数目，单位为波特；信息速率定义为每秒钟传送的信息量， 单位是 bit/s 。 1-13 何谓误码率和误信率？它们之间关系如何? （ 1）误码率是码元在传输系统中被传错的概率。指错误的码元数在传输码元数中所占的比例，Pe= 错误码元数 /传输总码元数。（2）误信率是码元在传输系统中被丢失的概率。指错误接 收地比特数在传输总比特数中占得比例Pb= 错误比特数 /传输总比特数。 （ 3）它们是描述差错率的两种不同表述。在二进制中，二者数值相等。 1-14 消息中包含的信息量与以下哪些因素有关？ A 消息出现概率； B 消息的种类； C 消息的重要程度。选 A 2.2. 试分别说明能量信号和功率信号的特性。
第一章 1-3 何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？ 数字通信即通过数字信号传输的通信。 数字通信具有以下特点： （1）传输的信号是离散式的或数字的； （2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应； （3）抗干扰能力强，因为数字信号可以再生，从而消除噪声积累； （4）传输差错可以控制； （5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理； （6）便于加密，可靠性高； （7）便于实现各种信息的综合传输。 缺点：一般需要较大的传输带宽。 1-4数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是什么？ （1）信息源：把各种消息转换成原始电信号。 （2）信源编码：一是提高信息传输的有效性，二是完成模/数转换。 （3）加密：保证所传信息的安全。 （4）信道编码：增强数字信号的抗干扰能力。 （5）数字调制：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。 （6）信道是用来将来自发送设备的信号传送到接收端。 （7）解调：在接收端可以采用相干解调或非相干解调还原数字基带信号。 （8）信道译码：接收端的信道译码器按相应的逆规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，提高通信系统的可靠性。 （9）解密：在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密，恢复原来信息。 （10）信源译码：是信源编码的逆过程。 （11）受信者：是接受消息的目的地，其功能与信源相反，即把原始电信号还原成相应的消息。 1-5按调制方式，通信系统如何分类？ 按调制方式，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输（频带或调制）系统。基带传输是将未经调制的信号直接传送，如音频室内电话；带通传输是对各种信号调制后传输的总称。 1-8单工,半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释它们的工作方式并举例说明。 按消息传递的方向与时间关系来分类。 （1）单工通信，是指消息只能单方向传输的工作方式。如：广播，遥控，无线寻呼等例子。 （2）半双工通信，指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。如：普通对讲机。
通信原理思考题答案
第一章绪论 1.1消息与信息有何区别？信息和信号有何区别？ 答：消息必须转换成为电信号，才能在通信系统中传输。人们接受消息，关心的消息中包含的有效内容就是信息。信息是消息中包含的有意义的内容，或者说是有效内容。信号是消息的载体。 1.6信源编码的目的是什么？信道编码的目的是什么？ 答：信源编码的目的是压缩编码。信号编码的目的是提高信号传输的可靠性。 1.7何谓调制？调制的目的是什么？ 答：调制包含调节或调制的意义。调制的主要目的是使经过编码的信号特性与信道的特性想适应，使信号经过调制后能够顺利通过信道传输。 1.8数字通信系统有哪些性能指标？ 答：可靠性和有效性。用一下指标来衡量：传输速率、错误率、频带利用率、能量利用率。 1.10无线信道和有线信道的种类有哪些？ 答：无线信道的种类：视线传播、地波和天波、散射；有线信道的种类：明线、对称缆和同轴电缆1.13何谓多径效应？ 答：多径效应移动体(如汽车)往来于建筑群与障碍物之间,其接收信号的强度,将由各直射波和反射波叠加合成。多径效应会引起信号衰落。 1.16什么是快衰落？什么是慢衰落？ 答：通常将由多径效应引起的衰落称为“快衰落”。衰落的起伏周期可能以若干天或若干小时计，这种衰落就是“慢衰落”。 第二章信号
2.11何谓平稳随机过程？广义平稳随机过程和严格平稳随机过程有何区别？答：若一个随机过程X(t)的统计特性与时间起点无关。广义平稳随机过程的自相关函数与时间起点无关，只与t1和t2的间隔有关。 2.12何谓窄带平稳随机过程？ 答：若信号或噪声的带宽和其“载波”或中心频率相比很窄。 2.14何谓白噪声？其频谱和自相关函数有何特点？ 答：白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。所有频率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。 2.15什么是高斯噪声？高斯噪声是否都是白噪声？ 答：高斯白噪声：如果一个噪声，它的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，则称它为高斯白噪声。 2.23信号无失真传输的条件是什么？ 答： 第三章模拟调制系统 3.1调制的目的是什么？ 答：一、通过调制可以把基带调制信号的频谱搬移到载波频率附近。二、通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力。 3.2模拟调制可以分为哪几类？ 答：线性调制和非线性调制。 3.3线性调制有哪几种？ 答：振幅调制、双边带（DSB）调制、单边带（SSB）调制、残留边带（VSB）调制。 3.4非线性调制有哪几种？
9.9 采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为+635单位: (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差; (2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。(采用自然二进制码) 解（1）已知抽样脉冲值 它位于第7段序号为3的量化级，因此输出码组为 量化误差为635-(512+3*32)=27 (2) 对应的11位均匀量化码为010******** 9-10采用13折线A律编码电路，设接收端收到的码组为“01010011”最小量化间隔为1个量化单位，并已知段内码改用折叠二进码： (l) 试问译码器输出为多少量化单位； (2) 试写出对应于该.7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。 解（1）接收端收到的码组 由C1=0知，信号为负值；由段落码知，信号样值位于第6段，起点电平为256,量化间隔为16;由段内码码器输出为C5C6C7C8 =0011 采用折叠码) C5C6C7C8 =0011 采用折叠码，对应自然二进制码为0100 可知，信号样值位于第6段的第5级(序号为4)，故译码器输出为 256416162328 (/) I=-+?+=- （2）均匀量化11位码为00101001000 9.11采用13折线A律编码，设最小的量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲值为-95量化单位： (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差; (2)试写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。 解（1）因为样值为负值.所以极性码
又因64 (26)< 95 < 128，所以码组位于第四段，段落码为 量化间隔为4。由于95=64 +7 *4 +3,所以段内码为 故编码器输出为 量化误差为3个单位。 (2)对应的均匀量化11位码为（92=64 +7 *4） 9.13 对10路带宽均为300Hz-3400Hz的模拟信号进行PCM时分复用传输。设抽样速率为8000Hz，抽样后进行8级量化，并编为自然二进制码，码元波形是宽度为 的矩形脉冲，且占空比为1。试求传输此时分复用PCM信号所需的奈奎斯特基带带宽。 解由抽样频率s f= 8kHz，可知抽样间隔 对10路信号进行时分复用，每路占用时间为 又对抽样信号8级量化，故需要3位二进制码编码，每位码元占用时间为 因为占空比为1，所以每位码元的矩形脉冲宽度 故传输此时分复用PCM信号所需的奈奎斯特基带带宽为
第一章习题 习题在英文字母中E出现的概率最大，等于，试求其信息量。 解：E 的信息量：l E log 2"^ log2 P E log 2 0.105 3.25 b 习题某信息源由A，B，C, D四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4, 3/16, 5/16。试求该信息源中每个符号的信息量。 解： 习题某信息源由A，B，C，D四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00, 01, 10, 11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1）这四个符号等概率出现；（2）这四个符号出现概率如习题所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2X5ms。传送字母的符号速率为 等概时的平均信息速率为 （2）平均信息量为 则平均信息速率为R b R B H 100 1.977 197.7 b s 习题试冋上题中的码兀速率是多少？ 1 1 解：R B 亍200 Bd T B 5*10 习题设一个信息源由64个不同的符号组成，其中16个符号的出现概率均为1/32, 其余48个符号出现的概率为1/96,若此信息源每秒发出1000个独立的符号，试求该信息源的平均信息速率。 解：该信息源的熵为 =比特/符号 因此，该信息源的平均信息速率R b mH 1000*5.79 5790 b/s。 习题设一个信息源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125 us。试求码元速率 和信息速率。 解：R B 11 8000 Bd T B125*10 6 等概 时，R b R B log 2 M8000* log24 16kb/s
第一章习题 习题1.1 在英文字母中E 出现的概率最大，等于0.105，试求其信息量。 解：E 的信息量：() ()b 25.3105.0log E log E 1 log 222E =-=-==P P I 习题1.2 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。试求该信息源中每个符号的信息量。 解： b A P A P I A 24 1 log )(log )(1log 222 =-=-== b I B 415.216 3 log 2 =-= b I C 415.216 3 log 2 =-= b I D 678.116 5 log 2 =-= 习题1.3 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00，01，10，11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题1.2所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms 。传送字母的符号速率为 Bd 10010 521 3 B =??=-R 等概时的平均信息速率为 b 2004log log 2B 2B b ===R M R R （2）平均信息量为 符号比特977.15 16 log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H 则平均信息速率为 b 7.197977.1100B b =?==H R R 习题1.4 试问上题中的码元速率是多少？
通信原理第七版课后答案樊昌信
第一章习题 习题1.1 在英文字母中E 出现的概率最大，等于0.105，试求其信息量。 解：E 的信息量：() ()b 25.3105.0log E log E 1 log 222E =-=-==P P I 习题1.2 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。试求该信息源中每个符号的信息量。 解： b A P A P I A 24 1 log )(log )(1log 222 =-=-== b I B 415.216 3 log 2 =-= b I C 415.216 3 log 2 =-= b I D 678.116 5 log 2 =-= 习题1.3 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00，01，10，11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题1.2所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms 。传送字母的符号速率为 Bd 10010 521 3 B =??=-R 等概时的平均信息速率为 s b 2004log log 2B 2B b ===R M R R （2）平均信息量为 符号比特977.15 16 log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H 则平均信息速率为 s b 7.197977.1100B b =?==H R R 习题1.4 试问上题中的码元速率是多少？
第一章绪论 以无线广播和电视为例，说明图1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波 何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的 何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理； 4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化； 5.设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。 数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么 数字通行系统的模型见图1-4所示。其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。1-5按调制方式，通信系统分类 根据传输中的信道是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输系统。 1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类 按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号，相应的系统分别为模拟通信系统和数字通信系统。 1-7按传输信号的复用方式，通信系统如何分类 频分复用，时分复用，码分复用。 1-8单工，半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的解释他们的工作方式并举例说明 他们是按照消息传递的方向与时间关系分类。单工通信是指消息只能单向传输的工作方式，通信双方只有一个进行发送，另一个只能接受，如广播，遥测，无线寻呼等。半双工通信指通信双方都能进行收发信息，但是不能同时进行收发的工作方式，如使用统一载频的普通对讲机。全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式，如电话等。 1-9通信系统的主要性能指标是什么 分为并行传输和串行传输。并行传输是将代表信息的数字信号码元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输，其优势是传输速度快，无需附加设备就能实现收发双方字符同步，缺点是成本高，常用于短距离传输。串行传输是将代表信息的数字码元以串行方式一个码元接一个码元地在信道上传输，其优点是成本低，缺点是传输速度慢，需要外加措施解
《通信原理》思考题 答案
1.2何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么? 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的。 1.3何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点? 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统； 优点：1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理4.便于存储、处理和交换； 5.设备便于集成化、微机化； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。 缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。1-7按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 频分复用，时分复用，码分复用。 1-11衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？ 有效性用传输速率和频带利用率来衡量，可靠性用差错率来衡量，差错率有误码率，误信率。 1-12何谓是码元速率和信息速率？他们之间的关系如何？ 码元速率定义为每秒钟传送码元的数目，单位为波特；信息速率定义为每秒钟传送的信息量，单位是bit/s。 1-13何谓误码率和误信率？它们之间关系如何? （1）误码率是码元在传输系统中被传错的概率。指错误的码元数在传输码元数中所占的比例，Pe=错误码元数/传输总码元数。（2）误信率是码元在传输系统中被丢失的概率。指错误接收地比特数在传输总比特数中占得比例Pb=错误比特数/传输总比特数。 （3）它们是描述差错率的两种不同表述。在二进制中，二者数值相等。 1-14消息中包含的信息量与以下哪些因素有关？ A消息出现概率；B消息的种类；C消息的重要程度。选A 2.2.试分别说明能量信号和功率信号的特性。 答：能量信号的其能量为有限的正值，但其功率等于零；功率信号其能量为无穷大，其平均功率为有限值。 3.3.什么是宽平稳随机过程？什么是严平稳随机过程？它们之间有什么关系？ 答：宽平稳随机过程：若一个随机过程的数学期望与时间无关，而其相关函数仅与时间间隔相关称之为宽平稳随机过程。严平稳随机过程：若一个随即过程任何的n维分布函数或概率密度函数与时间起点无关，则之为严平稳随机过程。
11-1 试画出2PSK 载波同步的平方变换法的原理方框图。 解2PSK 载波同步的平方变换法的原理方框图如图答11-1所示。 图答11-1 s c'(t ) 11-2 试画出Costas 环法的原理方框图。 解Costas 环法的原理方框图如图答11-2所示。 图答11-2 11-3 试画出5位巴克码组的自相关函数图。 解 5位巴克码组为{+1 +1 +1 -1 +1}，其自相关函数取值为 5 21 (0)111115 i i R x ===++++=∑ 4 1122334451 (1)11110 i i i R x x x x x x x x x x +===+++=+--=∑ 6 11021324354651 (1)0111100 i i i R x x x x x x x x x x x x x x -=-==+++++=++--+=∑ 3 21324351 (2)1111 i i i R x x x x x x x x +===++=-+=∑ 7 211203142536475 1 (2) 00111001 i i i R x x x x x x x x x x x x x x x x --=-==++++++=++-+++=∑ 2 314251 (3)110 i i i R x x x x x x +===+=-+=∑ 8 31221304152637485 1 (3) 000110000 i i i R x x x x x x x x x x x x x x x x x x ---=-==+++++++=++-++++=∑
1 4151 (4)1i i i R x x x x +====∑ 9 4132231405162738495 1 (4) 0000100001 i i i R x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ----=-==++++++++=++++++++=∑ 5位巴克码组的自相关函数图如图答11-3所示。 图答11-3 j
1.2何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的 1.3何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理； 4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化； 5.设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。 1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么 数字通行系统的模型见图1-4所示。其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。1-11衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？ 有效性用传输速率和频带利用率来衡量，可靠性用差错率来衡量，差错率有误码率，误信率。1-12何谓是码元速率和信息速率？他们之间的关系如何？ 码元速率定义为每秒钟传送码元的数目，单位为波特；信息速率定义为每秒钟传送的信息量，单位是bit/s。 1-13何谓误码率和误信率？它们之间关系如何? 误码率是码元在传输系统中被传错的概率。指错误的码元数在传输码元数中所占的比例，Pe=错误码元数/传输总码元数。 误信率是码元在传输系统中被丢失的概率。指错误接收地比特数在传输总比特数中占得比例Pb=错误比特数/传输总比特数。 3-3它们是描述差错率的两种不同表述。在二进制中，二者数值相等。 何谓严平稳？何谓广义平稳？它们之间的关系如何？ 答：若一个随机过程ξ(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关，则称该随机过程是在严格意义下的平稳随机过程，简称严平稳随机过程。 若一个随机过程ξ(t)的均值与t 无关，为常数a，自相关函数只与时间间隔τ有关，则把同时满足上述两个条件的过程定义为广义平稳随机过程。 严平稳随机过程必定是广义平稳的，反之不一定成立。 3–5 高斯过程的主要性质有哪些？ 答：高斯过程的主要性质有： ⑴高斯过程的n维分布只依赖各个随机变量的均值、方差和归一化协方差。 ⑵广义平稳的高斯过程也是严平稳的。 ⑶如果高斯过程在不同时刻的取值是不相关的，那么它们也是统计独立的。 ⑷高斯过程经过线性变换后生成的过程仍是高斯过程。
樊昌信通信原理第7版考研笔记和课后题详解 樊昌信《通信原理》（第7版）笔记和课后习题（含考研真题）详解 内容简介 本资料是樊昌信主编的《通信原理》（第7版）的学习辅导书，主要包括以下内容： （1）整理教材笔记，浓缩内容精华。本书每章的复习笔记均对该章的知识点进行了整理，突出重点和考点。 （2）解析课后习题，提供详尽答案。本书参考相关辅导资料，对教材的课后习题进行了详细的解答。 （3）精选考研真题，巩固重难点知识。本书精选了南京大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学、北京师范大学、国防科技大学、北京邮电大学等多所名校近年的考研真题，并对所选考研真题进行了详细的解答。 ? 试看部分内容 名校考研真题
第1章绪论 一、填空题 通信使用的频段是按频率划分的，音频的频率范围是______，而卫星或太空通信的频率范围是______。[同济大学2006研]【答案】0.3~3 kHz；3~30 GHz查看答案 二、问答题 1．数字化己成为信息社会发展的方向，从通信系统原理出发分析通信系统采用数字信号的优点，并讨论数字通信系统的主要性能指标及其关系。[同济大学2005研] 解：（1）对通信系统而言，采用数字信号的优点有 ①各种信源信息形式便于用统一的编码格式进行处理与存储，也便于构成进入信道或通信网进行有效与可靠传输的信号方式； ②数字编码系列中可以按要求加入有关附加信息代码，以达到控制、管理、纠错等功能； ③可设计不同的编码格式，表达码字的码型、波形，提高抗干扰、抗噪声能力； ④按香农公式，以增加传输带宽或降低传输速率为代价，使抗噪声能力（信噪比）指数律增大； ⑤便于加密与保密通信和信息存储； ⑥可以适应各种信道环境进行传输，如数字基带传输； ⑦可以进行时分复用、正交复用，采用数字频带传输，可利用指定或适宜的传输频带；
1-8、单工，半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释他们的工作方式并举例说明 他们是按照消息传递的方向与时间关系分类。单工通信是指消息只能单向传输的工作方式，通信双方只有一个进行发送，另一个只能接受，如广播，遥测，无线寻呼等。半双工通信指通信双方都能进行收发信息，但是不能同时进行收发的工作方式，如使用统一载频的普通对讲机。全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式，如电话等。 1-10、通信系统的主要性能指标是有哪些？ 通信系统的主要性能指标涉及有效性、可靠性、适应性、经济性、标准性、可维护性等。其中有效性和可靠性是主要性能指标，在模拟通信系统有效性可用有效传输频带来度量，同样的消息用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度，数字通信系统的有效性可用传输速率和频带利用率来衡量。具体误差率指标有误码率Pe、误信率Pb。 1-11、衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？ 有效性用传输速率和频带利用率来衡量，可靠性用差错率来衡量，差错率有误码率，误信率。 4-8、何谓恒参信道何谓随参信道他们分别对信号传输有哪些主要影响 信道特性基本上不随时间变化或者变化很慢称为恒参信道；信道特性随机变化的信道称为随机信道；恒参信道对信号传输的影响可以完全消除，而随参信道对信号传输的影响只能在统计平均的意义下消除 4-9、何谓加性干扰何谓乘性干扰 不论信号有无都存在的噪声称为加性干扰；随信号大小变化的干扰称为乘性干扰4-17、试述信道容量的定义 信道容量是指信道能够传输的最大平均信息量 4-18、试写出连续信道容量的表达式由此式看出信道容量的大小决定于哪些参量连续信道的信道容量计算式为Ct=Blog2(1+S/N)(b/s)，可以看出信道容量与信道的带宽B，信号的平均功率S和噪声的平均功率N有关。 5-9、DSB调制系统和SSB调制系统的抗噪声性能是否相同，为什么 相同。如果解调器的输入噪声功率密度相同，输入信号功率也相同，则单边带和双边带在解调器输出的信噪比是相等的。 5-11、什么是门限效应？AM信号采用包络检波解调是为什么会产生门限效应 当包络检波器的输入信噪比降到一个特定的数值后，检波器的输出信噪比出现急剧恶化的一种现象成为门限效应。 门限效应本质上是有包络检波器的非线性引起的。可以理解为当小信噪比时，解调器的输出端没有信号项，会把有用的信号扰乱成随机噪声。 5-12、为什么相干解调不存在门限效应？ 噪声与信号可以分开进行解调，而解调器输出端总是单独存在有用信号项 6-4、构成AMI码和HDB3码的规则是什么？它们各有什么优缺点？
思考题 1-1 什么是通信常见的通信方式有哪些 1-2 通信系统是如何分类的 1-3 何谓数字通信数字通信的优缺点是什么 1-4 试画出模拟通信系统的模型，并简要说明各部分的作用。 1-5 试画出数字通信系统的一般模型，并简要说明各部分的作用。 1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么对于数字通信具体用什么来表述 1-7 何谓码元速率何谓信息速率它们之间的关系如何 习题 1-1 设英文字母E出现的概率=，X出现的概率为＝，试求E和X的信息量各为多少
1-2 某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成，设每个符号独立出现，其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4，试求该信息源输出符号的平均信息量。 1-3 设一数字传输系统传送二进制信号，码元速率RB2=2400B，试求该系统的信息速率Rb2=若该系统改为传送16进制信号，码元速率不变，则此时的系统信息速率为多少 1-4 已知某数字传输系统传送八进制信号，信息速率为3600b/s，试问码元速率应为多少 1-5 已知二进制信号的传输速率为4800b/s，试问变换成四进制和八进制数字信号时的传输速率各为多少（码元速率不变） 1-6 已知某系统的码元速率为3600kB，接收端在l小时内共收到1296个错误码元，试求系统的误码率= 1-7 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400b/s，接收端在小时内共收到216个错误码元，试计算该系统= l-8 在强干扰环境下，某电台在5分钟内共接收到正确信息量为355Mb，假定系统信息速率为1200kb/s。（l）试问系统误信率= （2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，值是否改变为什么 （3）若假定信号为四进制信号，系统传输速率为1200kB，则＝
《通信原理》习题参考答案 第五章 5-3. 设随机二进制序列中的0和1分别由g(t)和-g(t)组成，它们的出现概率分别为P 和(1-P)； (1)求其功率谱密度及功率； (2)若g(t)为图P5-2(a)所示，T s 为码元宽度，问该序列存在离散分 量f s =1/T s 否？ (3)若g(t)改为图P5-2(b)，回答题(2)所问。 解：(1)随机二进制的功率谱密度是由稳态波)(t v T 的功率谱密度和交流波)(t u T 的功率谱密度之和，即： )()()(ωωωu v s P P P += ()[]s m s s s s T f G f G P P mf f mf G P mf PG f 1) ()()1()()(1)(2 212 21--+-?-+=∑∞ -∞ =δ ()s m s s s T f G P P mf f mf G P f 1 )()1(4)() (122 2 2 -+-?-= ∑ ∞ -∞ =δ s m s s s T f G P P mf f mf G P f 1)()1(4)()() 12(2 2 2 2-+-?-=∑∞-∞ =δ ∴ ?∞ ∞-=ωωπ d P S s )(21 df T f G P P mf f mf G P f s m s s s ?∑∞∞-∞-∞=????? ?-+-?-=1)()1(4)()()12(222 2δ df T f G P P df mf f mf G P f s m s s s ??∑∞∞-∞∞-∞-∞ =-+-?-=1)()1(4)()()12(222 2δ t t (a) (b) 图P5-2
通信原理第七版课后答 案樊昌信 Revised as of 23 November 2020
第一章习题 习题 在英文字母中E 出现的概率最大，等于，试求其信息量。 解：E 的信息量：() ()b 25.3105.0log E log E 1 log 222 E =-=-==P P I 习题 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。试求该信息源中每个符号的信息量。 解： 习题 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00，01，10，11表示。若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。 （1） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms 。传送字母的符号速率为 等概时的平均信息速率为 （2）平均信息量为 则平均信息速率为 s b 7.197977.1100B b =?==H R R 习题 试问上题中的码元速率是多少 解：311 200 Bd 5*10 B B R T -= == 习题 设一个信息源由64个不同的符号组成，其中16个符号的出现概率均为1/32，其余48个符号出现的概率为1/96，若此信息源每秒发出1000个独立的符号，试求该信息源的平均信息速率。 解：该信息源的熵为 =比特/符号 因此，该信息源的平均信息速率 1000*5.795790 b/s b R mH === 。
习题 设一个信息源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125 us 。试求码元速率和信息速率。 解：B 6 B 118000 Bd 125*10R T -= == 等概时，s kb M R R B b /164log *8000log 22=== 习题 设一台接收机输入电路的等效电阻为600欧姆，输入电路的带宽为6 MHZ ，环境温度为23摄氏度，试求该电路产生的热噪声电压的有效值。 解 ：12V 4.57*10 V -=== 习题 设一条无线链路采用视距传输方式通信，其收发天线的架设高度都等于80 m ，试求其最远的通信距离。 解：由28D rh =，得 63849 km D = 习题 设英文字母E 出现的概率为 ， x 出现的概率为 。试求 E 和x 的信息量。 解： 习题 信息源的符号集由 A ，B ，C ，D 和E 组成，设每一符号独立1/4出现，其出现概率为1/4,1/8,1/8,3/16和5/16。试求该信息源符号的平均信息量。 解： 习题 设有四个消息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4,1/8, 1/8, 1/2 传送，每一消息的出现是相互独立的。试计算其平均信息量。 解： 习题一个由字母A ，B ，C ，D 组成的字。对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00 代替 A ，01 代替 B ，10 代替 C ，11 代替D 。每个脉冲宽度为5ms 。 （1） 不同的字母是等概率出现时，试计算传输的平均信息速率。